src/pcl/defclass.lisp

   1 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
   2 ;;;; more information.
   3
   4 ;;;; This software is derived from software originally released by Xerox
   5 ;;;; Corporation. Copyright and release statements follow. Later modifications
   6 ;;;; to the software are in the public domain and are provided with
   7 ;;;; absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS files for more
   8 ;;;; information.
   9
  10 ;;;; copyright information from original PCL sources:
  11 ;;;;
  12 ;;;; Copyright (c) 1985, 1986, 1987, 1988, 1989, 1990 Xerox Corporation.
  13 ;;;; All rights reserved.
  14 ;;;;
  15 ;;;; Use and copying of this software and preparation of derivative works based
  16 ;;;; upon this software are permitted. Any distribution of this software or
  17 ;;;; derivative works must comply with all applicable United States export
  18 ;;;; control laws.
  19 ;;;;
  20 ;;;; This software is made available AS IS, and Xerox Corporation makes no
  21 ;;;; warranty about the software, its performance or its conformity to any
  22 ;;;; specification.
  23
  24 (in-package "SB-PCL")
  25 \f
  26 ;;;; DEFCLASS macro and close personal friends
  27
  28 ;;; ANSI says (Macro DEFCLASS, section 7.7) that DEFCLASS, if it
  29 ;;; "appears as a top level form, the compiler must make the class
  30 ;;; name be recognized as a valid type name in subsequent declarations
  31 ;;; (as for deftype) and be recognized as a valid class name for
  32 ;;; defmethod parameter specializers and for use as the :metaclass
  33 ;;; option of a subsequent defclass."
  34 (defun preinform-compiler-about-class-type (name)
  35   ;; Unless the type system already has an actual type attached to
  36   ;; NAME (in which case (1) writing a placeholder value over that
  37   ;; actual type as a compile-time side-effect would probably be a bad
  38   ;; idea and (2) anyway we don't need to modify it in order to make
  39   ;; NAME be recognized as a valid type name)
  40   (unless (info :type :kind name)
  41     ;; Tell the compiler to expect a class with the given NAME, by
  42     ;; writing a kind of minimal placeholder type information. This
  43     ;; placeholder will be overwritten later when the class is defined.
  44     (setf (info :type :kind name) :forthcoming-defclass-type))
  45   (values))
  46
  47 ;;; state for the current DEFCLASS expansion
  48 (defvar *initfunctions-for-this-defclass*)
  49 (defvar *readers-for-this-defclass*)
  50 (defvar *writers-for-this-defclass*)
  51 (defvar *slot-names-for-this-defclass*)
  52
  53 ;;; Like the DEFMETHOD macro, the expansion of the DEFCLASS macro is
  54 ;;; fixed. DEFCLASS always expands into a call to LOAD-DEFCLASS. Until
  55 ;;; the meta-braid is set up, LOAD-DEFCLASS has a special definition
  56 ;;; which simply collects all class definitions up, when the metabraid
  57 ;;; is initialized it is done from those class definitions.
  58 ;;;
  59 ;;; After the metabraid has been setup, and the protocol for defining
  60 ;;; classes has been defined, the real definition of LOAD-DEFCLASS is
  61 ;;; installed by the file std-class.lisp
  62 (defmacro defclass (name %direct-superclasses %direct-slots &rest %options)
  63   (let ((supers  (copy-tree %direct-superclasses))
  64         (slots   (copy-tree %direct-slots))
  65         (options (copy-tree %options)))
  66     (let ((metaclass 'standard-class))
  67       (dolist (option options)
  68         (if (not (listp option))
  69           (error "~S is not a legal defclass option." option)
  70           (when (eq (car option) :metaclass)
  71             (unless (legal-class-name-p (cadr option))
  72               (error "The value of the :metaclass option (~S) is not a~%~
  73                       legal class name."
  74                      (cadr option)))
  75             (setq metaclass
  76                     (case (cadr option)
  77                       (cl:standard-class 'standard-class)
  78                       (cl:structure-class 'structure-class)
  79                       (t (cadr option))))
  80             (setf options (remove option options))
  81             (return t))))
  82
  83       (let ((*initfunctions-for-this-defclass* ())
  84             (*readers-for-this-defclass* ()) ;Truly a crock, but we got
  85             (*writers-for-this-defclass* ()) ;to have it to live nicely.
  86             (*slot-names-for-this-defclass* ()))
  87         (let ((canonical-slots
  88                 (mapcar (lambda (spec)
  89                           (canonicalize-slot-specification name spec))
  90                         slots))
  91               (other-initargs
  92                 (mapcar (lambda (option)
  93                           (canonicalize-defclass-option name option))
  94                         options))
  95               ;; DEFSTRUCT-P should be true if the class is defined
  96               ;; with a metaclass STRUCTURE-CLASS, so that a DEFSTRUCT
  97               ;; is compiled for the class.
  98               (defstruct-p (and (eq *boot-state* 'complete)
  99                                 (let ((mclass (find-class metaclass nil)))
 100                                   (and mclass
 101                                        (*subtypep
 102                                         mclass
 103                                         *the-class-structure-class*))))))
 104           (let ((defclass-form
 105                   `(progn
 106                      ,@(mapcar (lambda (x)
 107                                  `(declaim (ftype (function (t) t) ,x)))
 108                                *readers-for-this-defclass*)
 109                      ,@(mapcar (lambda (x)
 110                                  `(declaim (ftype (function (t t) t) ,x)))
 111                                *writers-for-this-defclass*)
 112                      ,@(mapcar (lambda (x)
 113                                  `(declaim (ftype (function (t) t)
 114                                                   ,(slot-reader-symbol x)
 115                                                   ,(slot-boundp-symbol x))
 116                                            (ftype (function (t t) t)
 117                                                   ,(slot-writer-symbol x))))
 118                                *slot-names-for-this-defclass*)
 119                      (let ,(mapcar #'cdr *initfunctions-for-this-defclass*)
 120                        (load-defclass ',name
 121                                       ',metaclass
 122                                       ',supers
 123                                       (list ,@canonical-slots)
 124                                       (list ,@(apply #'append
 125                                                      (when defstruct-p
 126                                                        '(:from-defclass-p t))
 127                                                      other-initargs)))))))
 128             (if defstruct-p
 129                 (progn
 130                   ;; FIXME: (YUK!) Why do we do this? Because in order
 131                   ;; to make the defstruct form, we need to know what
 132                   ;; the accessors for the slots are, so we need
 133                   ;; already to have hooked into the CLOS machinery.
 134                   ;;
 135                   ;; There may be a better way to do this: it would
 136                   ;; involve knowing enough about PCL to ask "what
 137                   ;; will my slot names and accessors be"; failing
 138                   ;; this, we currently just evaluate the whole
 139                   ;; kaboodle, and then use CLASS-DIRECT-SLOTS. --
 140                   ;; CSR, 2002-06-07
 141                   (eval defclass-form)
 142                   (let* ((include (or (and supers
 143                                            (fix-super (car supers)))
 144                                       (and (not (eq name 'structure-object))
 145                                            *the-class-structure-object*)))
 146                          (defstruct-form (make-structure-class-defstruct-form
 147                                           name (class-direct-slots (find-class name)) include)))
 148                     `(progn
 149                       (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 150                         ,defstruct-form) ; really compile the defstruct-form
 151                       (eval-when (:compile-toplevel :load-toplevel :execute)
 152                         ,defclass-form))))
 153                 `(progn
 154                    ;; By telling the type system at compile time about
 155                    ;; the existence of a class named NAME, we can avoid
 156                    ;; various bogus warnings about "type isn't defined yet"
 157                    ;; for code elsewhere in the same file which uses
 158                    ;; the name of the type.
 159                    ;;
 160                    ;; We only need to do this at compile time, because
 161                    ;; at load and execute time we write the actual
 162                    ;; full-blown class, so the "a class of this name is
 163                    ;; coming" note we write here would be irrelevant.
 164                    (eval-when (:compile-toplevel)
 165                      (preinform-compiler-about-class-type ',name))
 166                    ,defclass-form))))))))
 167
 168 (defun make-initfunction (initform)
 169   (cond ((or (eq initform t)
 170              (equal initform ''t))
 171          '(function constantly-t))
 172         ((or (eq initform nil)
 173              (equal initform ''nil))
 174          '(function constantly-nil))
 175         ((or (eql initform 0)
 176              (equal initform ''0))
 177          '(function constantly-0))
 178         (t
 179          (let ((entry (assoc initform *initfunctions-for-this-defclass*
 180                              :test #'equal)))
 181            (unless entry
 182              (setq entry (list initform
 183                                (gensym)
 184                                `(function (lambda () ,initform))))
 185              (push entry *initfunctions-for-this-defclass*))
 186            (cadr entry)))))
 187
 188 (defun canonicalize-slot-specification (class-name spec)
 189   (cond ((and (symbolp spec)
 190               (not (keywordp spec))
 191               (not (memq spec '(t nil))))
 192          (push spec *slot-names-for-this-defclass*)
 193          `'(:name ,spec))
 194         ((not (consp spec))
 195          (error "~S is not a legal slot specification." spec))
 196         ((null (cdr spec))
 197          (push (car spec) *slot-names-for-this-defclass*)
 198          `'(:name ,(car spec)))
 199         ((null (cddr spec))
 200          (error "In DEFCLASS ~S, the slot specification ~S is obsolete.~%~
 201                  Convert it to ~S"
 202                 class-name spec (list (car spec) :initform (cadr spec))))
 203         (t
 204          (let* ((name (pop spec))
 205                 (readers ())
 206                 (writers ())
 207                 (initargs ())
 208                 (unsupplied (list nil))
 209                 (initform (getf spec :initform unsupplied)))
 210            (push name *slot-names-for-this-defclass*)
 211            (doplist (key val) spec
 212              (case key
 213                (:accessor (push val readers)
 214                           (push `(setf ,val) writers))
 215                (:reader   (push val readers))
 216                (:writer   (push val writers))
 217                (:initarg  (push val initargs))))
 218            (loop (unless (remf spec :accessor) (return)))
 219            (loop (unless (remf spec :reader)   (return)))
 220            (loop (unless (remf spec :writer)   (return)))
 221            (loop (unless (remf spec :initarg)  (return)))
 222            (setq *writers-for-this-defclass*
 223                  (append writers *writers-for-this-defclass*))
 224            (setq *readers-for-this-defclass*
 225                  (append readers *readers-for-this-defclass*))
 226            (setq spec `(:name     ',name
 227                         :readers  ',readers
 228                         :writers  ',writers
 229                         :initargs ',initargs
 230                         ',spec))
 231            (if (eq initform unsupplied)
 232                `(list* ,@spec)
 233                `(list* :initfunction ,(make-initfunction initform) ,@spec))))))
 234
 235 (defun canonicalize-defclass-option (class-name option)
 236   (declare (ignore class-name))
 237   (case (car option)
 238     (:default-initargs
 239       (let ((canonical ()))
 240         (let (key val (tail (cdr option)))
 241           (loop (when (null tail) (return nil))
 242                 (setq key (pop tail)
 243                       val (pop tail))
 244                 (push ``(,',key ,,(make-initfunction val) ,',val) canonical))
 245           `(:direct-default-initargs (list ,@(nreverse canonical))))))
 246     (:documentation
 247       `(',(car option) ',(cadr option)))
 248     (otherwise
 249      `(',(car option) ',(cdr option)))))
 250 \f
 251 ;;; This is the early definition of LOAD-DEFCLASS. It just collects up
 252 ;;; all the class definitions in a list. Later, in braid1.lisp, these
 253 ;;; are actually defined.
 254
 255 ;;; Each entry in *EARLY-CLASS-DEFINITIONS* is an EARLY-CLASS-DEFINITION.
 256 (defparameter *early-class-definitions* ())
 257
 258 (defun early-class-definition (class-name)
 259   (or (find class-name *early-class-definitions* :key #'ecd-class-name)
 260       (error "~S is not a class in *early-class-definitions*." class-name)))
 261
 262 (defun make-early-class-definition
 263        (name source metaclass
 264         superclass-names canonical-slots other-initargs)
 265   (list 'early-class-definition
 266         name source metaclass
 267         superclass-names canonical-slots other-initargs))
 268
 269 (defun ecd-class-name        (ecd) (nth 1 ecd))
 270 (defun ecd-source            (ecd) (nth 2 ecd))
 271 (defun ecd-metaclass         (ecd) (nth 3 ecd))
 272 (defun ecd-superclass-names  (ecd) (nth 4 ecd))
 273 (defun ecd-canonical-slots   (ecd) (nth 5 ecd))
 274 (defun ecd-other-initargs    (ecd) (nth 6 ecd))
 275
 276 (defvar *early-class-slots* nil)
 277
 278 (defun canonical-slot-name (canonical-slot)
 279   (getf canonical-slot :name))
 280
 281 (defun early-class-slots (class-name)
 282   (cdr (or (assoc class-name *early-class-slots*)
 283            (let ((a (cons class-name
 284                           (mapcar #'canonical-slot-name
 285                                   (early-collect-inheritance class-name)))))
 286              (push a *early-class-slots*)
 287              a))))
 288
 289 (defun early-class-size (class-name)
 290   (length (early-class-slots class-name)))
 291
 292 (defun early-collect-inheritance (class-name)
 293   ;;(declare (values slots cpl default-initargs direct-subclasses))
 294   (let ((cpl (early-collect-cpl class-name)))
 295     (values (early-collect-slots cpl)
 296             cpl
 297             (early-collect-default-initargs cpl)
 298             (let (collect)
 299               (dolist (definition *early-class-definitions*)
 300                 (when (memq class-name (ecd-superclass-names definition))
 301                   (push (ecd-class-name definition) collect)))
 302               (nreverse collect)))))
 303
 304 (defun early-collect-slots (cpl)
 305   (let* ((definitions (mapcar #'early-class-definition cpl))
 306          (super-slots (mapcar #'ecd-canonical-slots definitions))
 307          (slots (apply #'append (reverse super-slots))))
 308     (dolist (s1 slots)
 309       (let ((name1 (canonical-slot-name s1)))
 310         (dolist (s2 (cdr (memq s1 slots)))
 311           (when (eq name1 (canonical-slot-name s2))
 312             (error "More than one early class defines a slot with the~%~
 313                     name ~S. This can't work because the bootstrap~%~
 314                     object system doesn't know how to compute effective~%~
 315                     slots."
 316                    name1)))))
 317     slots))
 318
 319 (defun early-collect-cpl (class-name)
 320   (labels ((walk (c)
 321              (let* ((definition (early-class-definition c))
 322                     (supers (ecd-superclass-names definition)))
 323                (cons c
 324                      (apply #'append (mapcar #'early-collect-cpl supers))))))
 325     (remove-duplicates (walk class-name) :from-end nil :test #'eq)))
 326
 327 (defun early-collect-default-initargs (cpl)
 328   (let ((default-initargs ()))
 329     (dolist (class-name cpl)
 330       (let* ((definition (early-class-definition class-name))
 331              (others (ecd-other-initargs definition)))
 332         (loop (when (null others) (return nil))
 333               (let ((initarg (pop others)))
 334                 (unless (eq initarg :direct-default-initargs)
 335                  (error "~@<The defclass option ~S is not supported by ~
 336                         the bootstrap object system.~:@>"
 337                         initarg)))
 338               (setq default-initargs
 339                     (nconc default-initargs (reverse (pop others)))))))
 340     (reverse default-initargs)))
 341
 342 (defun !bootstrap-slot-index (class-name slot-name)
 343   (or (position slot-name (early-class-slots class-name))
 344       (error "~S not found" slot-name)))
 345
 346 ;;; !BOOTSTRAP-GET-SLOT and !BOOTSTRAP-SET-SLOT are used to access and
 347 ;;; change the values of slots during bootstrapping. During
 348 ;;; bootstrapping, there are only two kinds of objects whose slots we
 349 ;;; need to access, CLASSes and SLOT-DEFINITIONs. The first argument
 350 ;;; to these functions tells whether the object is a CLASS or a
 351 ;;; SLOT-DEFINITION.
 352 ;;;
 353 ;;; Note that the way this works it stores the slot in the same place
 354 ;;; in memory that the full object system will expect to find it
 355 ;;; later. This is critical to the bootstrapping process, the whole
 356 ;;; changeover to the full object system is predicated on this.
 357 ;;;
 358 ;;; One important point is that the layout of standard classes and
 359 ;;; standard slots must be computed the same way in this file as it is
 360 ;;; by the full object system later.
 361 (defmacro !bootstrap-get-slot (type object slot-name)
 362   `(clos-slots-ref (get-slots ,object)
 363                    (!bootstrap-slot-index ,type ,slot-name)))
 364 (defun !bootstrap-set-slot (type object slot-name new-value)
 365   (setf (!bootstrap-get-slot type object slot-name) new-value))
 366
 367 (defun early-class-name (class)
 368   (!bootstrap-get-slot 'class class 'name))
 369
 370 (defun early-class-precedence-list (class)
 371   (!bootstrap-get-slot 'pcl-class class 'class-precedence-list))
 372
 373 (defun early-class-name-of (instance)
 374   (early-class-name (class-of instance)))
 375
 376 (defun early-class-slotds (class)
 377   (!bootstrap-get-slot 'slot-class class 'slots))
 378
 379 (defun early-slot-definition-name (slotd)
 380   (!bootstrap-get-slot 'standard-effective-slot-definition slotd 'name))
 381
 382 (defun early-slot-definition-location (slotd)
 383   (!bootstrap-get-slot 'standard-effective-slot-definition slotd 'location))
 384
 385 (defun early-accessor-method-slot-name (method)
 386   (!bootstrap-get-slot 'standard-accessor-method method 'slot-name))
 387
 388 (unless (fboundp 'class-name-of)
 389   (setf (symbol-function 'class-name-of)
 390         (symbol-function 'early-class-name-of)))
 391 (unintern 'early-class-name-of)
 392
 393 (defun early-class-direct-subclasses (class)
 394   (!bootstrap-get-slot 'class class 'direct-subclasses))
 395
 396 (declaim (notinline load-defclass))
 397 (defun load-defclass (name metaclass supers canonical-slots canonical-options)
 398   (setq supers  (copy-tree supers)
 399         canonical-slots   (copy-tree canonical-slots)
 400         canonical-options (copy-tree canonical-options))
 401   (let ((ecd
 402           (make-early-class-definition name
 403                                        *load-truename*
 404                                        metaclass
 405                                        supers
 406                                        canonical-slots
 407                                        canonical-options))
 408         (existing
 409           (find name *early-class-definitions* :key #'ecd-class-name)))
 410     (setq *early-class-definitions*
 411           (cons ecd (remove existing *early-class-definitions*)))
 412     ecd))
 413